高中選修四化學知識要點總結

現在的化學並不象過去語文那麼簡單，現在的高中化學學習難度加深，知識容量變大，選修四的化學內容往往也因此被人忽略掉。下面是本站小編為大家整理的高中選修四必備的化學知識，希望對大家有用!

1、化學反應的反應熱

(1)反應熱的概念：

當化學反應在一定的温度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此温度下的熱效應，簡稱反應熱。用符號Q表示。

(2)反應熱與吸熱反應、放熱反應的關係：

Q>0時，反應為吸熱反應;Q<0時，反應為放熱反應。

(3)反應熱的測定

測定反應熱的儀器為量熱計，可測出反應前後溶液温度的變化，根據體系的熱容可計算出反應熱，計算公式如下：

Q=-C(T2-T1)

式中C表示體系的熱容，T1、T2分別表示反應前和反應後體系的温度。實驗室經常測定中和反應的反應熱。

2、化學反應的焓變

(1)反應焓變

物質所具有的能量是物質固有的性質，可以用稱為“焓”的物理量來描述，符號為H，單位為kJ·mol-1。

反應產物的總焓與反應物的總焓之差稱為反應焓變，用ΔH表示。

(2)反應焓變ΔH與反應熱Q的關係。

對於等壓條件下進行的化學反應，若反應中物質的能量變化全部轉化為熱能，則該反應的反應熱等於反應焓變，其數學表達式為：Qp=ΔH=H(反應產物)-H(反應物)。

(3)反應焓變與吸熱反應，放熱反應的關係：

ΔH>0，反應吸收能量，為吸熱反應。

ΔH<0，反應釋放能量，為放熱反應。

(4)反應焓變與熱化學方程式：

把一個化學反應中物質的變化和反應焓變同時表示出來的化學方程式稱為熱化學方程式，如：H2(g)+

O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1

書寫熱化學方程式應注意以下幾點：

①化學式後面要註明物質的聚集狀態：固態(s)、液態(l)、氣態(g)、溶液(aq)。

②化學方程式後面寫上反應焓變ΔH，ΔH的單位是J·mol-1或 kJ·mol-1，且ΔH後註明反應温度。

③熱化學方程式中物質的`係數加倍，ΔH的數值也相應加倍。

3、反應焓變的計算

(1)蓋斯定律

對於一個化學反應，無論是一步完成，還是分幾步完成，其反應焓變一樣，這一規律稱為蓋斯定律。

(2)利用蓋斯定律進行反應焓變的計算。

常見題型是給出幾個熱化學方程式，合併出題目所求的熱化學方程式，根據蓋斯定律可知，該方程式的ΔH為上述各熱化學方程式的ΔH的代數和。

(3)根據標準摩爾生成焓，ΔfHmθ計算反應焓變ΔH。

對任意反應：aA+bB=cC+dD

ΔH=[cΔfHmθ(C)+dΔfHmθ(D)]-[aΔfHmθ(A)+bΔfHmθ(B)]

一、化學反應的速率

1、化學反應是怎樣進行的

(1)基元反應：能夠一步完成的反應稱為基元反應，大多數化學反應都是分幾步完成的。

(2)反應歷程：平時寫的化學方程式是由幾個基元反應組成的總反應。總反應中用基元反應構成的反應序列稱為反應歷程，又稱反應機理。

(3)不同反應的反應歷程不同。同一反應在不同條件下的反應歷程也可能不同，反應歷程的差別又造成了反應速率的不同。

2、化學反應速率

(1)概念：

單位時間內反應物的減小量或生成物的增加量可以表示反應的快慢，即反應的速率，用符號v表示。

(2)表達式：v=△c/△t

(3)特點

對某一具體反應，用不同物質表示化學反應速率時所得的數值可能不同，但各物質表示的化學反應速率之比等於化學方程式中各物質的係數之比。

3、濃度對反應速率的影響

(1)反應速率常數(K)

反應速率常數(K)表示單位濃度下的化學反應速率，通常，反應速率常數越大，反應進行得越快。反應速率常數與濃度無關，受温度、催化劑、固體表面性質等因素的影響。

(2)濃度對反應速率的影響

增大反應物濃度，正反應速率增大，減小反應物濃度，正反應速率減小。

增大生成物濃度，逆反應速率增大，減小生成物濃度，逆反應速率減小。

(3)壓強對反應速率的影響

壓強隻影響氣體，對只涉及固體、液體的反應，壓強的改變對反應速率幾乎無影響。

壓強對反應速率的影響，實際上是濃度對反應速率的影響，因為壓強的改變是通過改變容器容積引起的。壓縮容器容積，氣體壓強增大，氣體物質的濃度都增大，正、逆反應速率都增加;增大容器容積，氣體壓強減小;氣體物質的濃度都減小，正、逆反應速率都減小。

4、温度對化學反應速率的影響

(1)經驗公式

阿倫尼烏斯總結出了反應速率常數與温度之間關係的經驗公式：

式中A為比例係數，e為自然對數的底，R為摩爾氣體常數量，Ea為活化能。

由公式知，當Ea>0時，升高温度，反應速率常數增大，化學反應速率也隨之增大。可知，温度對化學反應速率的影響與活化能有關。

(2)活化能Ea。

活化能Ea是活化分子的平均能量與反應物分子平均能量之差。不同反應的活化能不同，有的相差很大。活化能 Ea值越大，改變温度對反應速率的影響越大。

5、催化劑對化學反應速率的影響

(1)催化劑對化學反應速率影響的規律：

催化劑大多能加快反應速率，原因是催化劑能通過參加反應，改變反應歷程，降低反應的活化能來有效提高反應速率。

(2)催化劑的特點：

催化劑能加快反應速率而在反應前後本身的質量和化學性質不變。

催化劑具有選擇性。

催化劑不能改變化學反應的平衡常數，不引起化學平衡的移動，不能改變平衡轉化率。

非金屬及其化合物

硅及其化合物 Si

硅元素在地殼中的含量排第二，在自然界中沒有遊離態的硅，只有以化合態存在的硅，常見的是二氧化硅、硅酸鹽等。

硅的原子結構示意圖為，硅元素位於元素週期表第三週期第ⅣA族，硅原子最外層有4個電子，既不易失去電子又不易得到電子，主要形成四價的化合物。

1、單質硅(Si)：

(1)物理性質：有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高，硬度大。

(2)化學性質：

①常温下化學性質不活潑，只能跟F2、HF和NaOH溶液反應。

Si+2F2=SiF4

Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

②在高温條件下，單質硅能與O2和Cl2等非金屬單質反應。

(3)用途：太陽能電池、計算機芯片以及半導體材料等。

(4)硅的製備：工業上，用C在高温下還原SiO2可製得粗硅。

SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑

Si(粗)+2Cl2=SiCl4

SiCl4+2H2=Si(純)+4HCl

2、二氧化硅(SiO2)：

(1)SiO2的空間結構：立體網狀結構，SiO2直接由原子構成，不存在單個SiO2分子。

(2)物理性質：熔點高，硬度大，不溶於水。

(3)化學性質：SiO2常温下化學性質很不活潑，不與水、酸反應(氫氟酸除外)，能與強鹼溶液、氫氟酸反應，高温條件下可以與鹼性氧化物反應：

①與強鹼反應：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸鈉具有粘性，所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3將瓶塞和試劑瓶粘住，打不開，應用橡皮塞)。

②與氫氟酸反應[SiO2的特性]：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反應，氫氟酸能雕刻玻璃;氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放，應用塑料瓶)。

③高温下與鹼性氧化物反應：SiO2+CaOCaSiO3

(4)用途：光導纖維、瑪瑙飾物、石英坩堝、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建築材料等。

3、硅酸(H2SiO3)：

(1)物理性質：不溶於水的白色膠狀物，能形成硅膠，吸附水分能力強。

(2)化學性質：H2SiO3是一種弱酸，酸性比碳酸還要弱，其酸酐為SiO2，但SiO2不溶於水，故不能直接由SiO2溶於水製得，而用可溶性硅酸鹽與酸反應制取：(強酸制弱酸原理)

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓

Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(此方程式證明酸性：H2SiO3

(3)用途：硅膠作乾燥劑、催化劑的載體。

4、硅酸鹽

硅酸鹽：硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類很多，大多數難溶於水，最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花鹼，是一種無色粘稠的液體，可以作黏膠劑和木材防火劑。硅酸鈉水溶液久置在空氣中容易變質：

Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉澱生成)

傳統硅酸鹽工業三大產品有：玻璃、陶瓷、水泥。

硅酸鹽由於組成比較複雜，常用氧化物的形式表示：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。氧化物前係數配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前後原子個數守恆原則配置係數。

硅酸鈉：Na2SiO3 Na2O·SiO2

硅酸鈣：CaSiO3 CaO·SiO2

高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O